城镇污水处理

^oivatercom中圏钙贰处理工隹网污水处理，就到中国污水处理工程网!城镇污水处理随着城镇经济的发展，村镇人口不断集中，乡镇企业迅速发展，城镇污水排放量也不断增加，然而由于过去“重建设，轻环保”的旧观念，城镇基础设施建设远远落后于城镇建设的发展，缺乏必要的污水收集系统和污水处理设施，污水无序乱流，不仅直接污染了城镇自身生态环境，而且造成了河湖水体的严重污染，已成为区域性水环境的重要污染源。同时，由于小城镇紧临农村，畜禽养殖，水产养殖、农药及化肥等面源污染也极为严重，均对城镇饮用水安全和居民生存环境构成严重威胁，制约了经济发展及城镇可持续发展。一、城镇污水处理特点及问题城镇污水处理特点⑴人口少，用水量标准较低，污水处理规模小；⑵产业结构区域特定差异、受雨季影响及用水量时变化系数较大，因此污水水量、水质变化大；⑶经济发展水平偏低，经济承受能力弱，可供选择的适用技术少；⑷由于处理规模小而造成工程建设费及运行费用过高；⑸维护管理技术人员及运行管理经验严重缺乏等。存在的问题我国幅员广大，自然条件及经济发展水平相差悬殊，城镇区域特点、产业结构及主要功能也各不相同，因此，城镇污水的特性、收集方式、排放水体状况、设计用地、选用工艺等均不相同。目前，我国尚无针对小城镇污水处理工程（处理规模小于2万吨/日，多集中在2000〜5000吨/日）的现场排水设计规范、标准、法规等，仍然采用现行中、大规模污水处理工程的相关标准，在工程设计中发现存在不少问题，主要如下：（1）排水体制一般新建城市、扩建新区、新建开发区等多采用分流制，对于已建成旧区由于历史原因造成的合流制可改造成截流式合流制。但是，很多小城镇尚无排水系统，雨污水均沿道路边沟或路面排至就近水体，一些城镇（特别是山区和贫困地区等）由于街道过于狭窄、两侧建筑密集、施工复杂，无条件修建分流制排水系统，可考虑采用完全合流制排水体制。2）排放标准^oivatercom中圏岳水此理工程网^oivatercom中圏岳水此理工程网污水处理，就到中国污水处理工程网！^oivatercom中阖岳曲此理工程同^oivatercom中阖岳曲此理工程同污水处理，就到中国污水处理工程网！现行排放标准执行“城镇污水处理厂污染物排放标准——B18918—2002”，其中除B0D5、COD、SS、pH夕卜，总磷、总氮、氨氮、粪大肠菌群数等均需达到要求的标准。对于一些城镇化发展中的地区而言，建设及运营资金短缺，土地资源紧张，可考虑将其标准进行调整或放宽。（3）处理工艺没有根据小城镇特点研究和采用相适应的处理工艺，而是延用和照搬大、中型规模城市污水处理工艺及设计参数，造成工程投资和运行费用过高。（4）占地面积延用大、中型城市污水处理厂占地面积指标，如“水工业工程设计手册一一废水处理及再用”中规定为0.8〜1.2公顷/万吨•天，使得征地费及相关费用较高。（5）绿化率延用大中型城市污水处理厂绿化率指标，如“水工业工程设计手册一一废水处理及再用”中规定为绿化率大于30%，而小城镇大多紧靠农村，是否可因地制宜降低该指标。（6）电源等级目前，城市污水处理厂电源等级严格执行“工程建设标准强制性条文”中规定“„„必须为二级负荷„„”或应设置“备用动力设施”，小城镇可考虑根据具体情况而进行修定。（7）自控水平小城镇污水厂是否仍采用目前常用的集散型控制系统和DO控制回路，是否要设置控制管理中心及模拟屏等设施，监测项目可否简化等问题。（8）人员编制仍延用现行的“水工业工程设计手册一一废水处理再生”中有关人员编制的标准，可否根据具体情况减少人员编制，实行社会化服务等。9）建设程序及文件编制能否简化现行的建设程序和文件编制深度要求等。二、城镇污水处理的适宜工艺1SBR反应器传统SBR反应器在运行操作上形成了曝气和沉淀相结合的特点，这体现了SBR反应器最为本质的特点之一。同时，这要求SBR反应器必须充分利用了现代电子和自动化技术。SBR反应器的发展过程呈现了多样性，有CASS、CAST、ICEAS、MSBR等多种新型SBR反应器。各种SBR反应器的发展体现了与传统活性污泥相互融合的趋势。具体表现为从间歇进水、间歇出水的传统SBR反应器，发展到连续进水、间歇出水和连续进水、连续出水并带回流污泥的SBR反应器。以及出现了UNITANK这种融合氧化沟、SBR和活性污泥工艺新型的综合性工艺。这体现了间歇式的SBR和连续式活性污泥工艺相互融合的特点。通过对SBR工艺特点和不同研究者的研究结果进行汇总（不考虑由于SBR反应器优点导致的直接结果，女口：投资低和运行费用低等），SBR反应器众多优点可归纳如下：未1经典3BR废应器前优点和原园分析优点K沅淀性能好在沉淀址程没有送水的扰动属于理翹沉淀狀務2.有机物去除效率高县迎想推涼式反应誥，从单元操作理论其憑率明显的鬲干完金泥音式的反应弟%提高难降舞废弑的处理效率具有锻生物的爭徉世耳可憩嵌厌瓦缺氧和奸氧等參种生恋碧件.有利于难降廨有机物1的降解-r乳抑制壓牧菌腫利用膨张理论中的“选择性淮则戶防止污泥膨胀5.除餓腕氟，不需宴新皓反应需生态字样性【出现底氧'缺氟和好氧状态劣种状态）6.不斋二沈池和回漏工艺简单结构斗身特点SBR反应器充分利用了生物反应过程和单元操作过程的一些基本原理（表1）。不同的SBR反应器由于流态、池型或操作方式的改变可能仅仅具有上述特点的一条或几条。同时，经典的SBR反应器也存在一定问题，比如：处理连续进水时，对于单一SBR反应器的应用需要较大的调节池；对于多个SBR反应器进水和排水的阀门自动切换频繁；无法解决大型污水处理项目连续进水、连续出水的处理要求；设备的闲置率较高和污水提升水头损失较大等等。2氧化沟工艺氧化沟在欧美各国得到了广泛的重视，发展速度很快。据统计到1977年为止在西欧有超过2000多座派司维尔型氧化沟投入运行。荷兰DHV公司发明的卡鲁塞尔氧化沟在全世界范围已有800多座投入运行（1996）。法国OTV-Kurger公司开发的D型氧化沟已占丹麦氧化沟总数的80%。美国Envirex公司开发的Orbal氧化沟，最大处理规模已达90万m3/d。从90年代至今是我国氧化沟技术大发展的阶段，预计已有上百座氧化沟污水处理厂投入运行。氧化沟技术仍然是当前污水处理的热点。氧化沟属于活性污泥工艺的一种变形，但是在其发展过程中也形成了其很多独有的优点和特点：构造形式具有多样性氧化沟曝气设备的多样性简化了预处理和污泥处理曝气生物滤池工艺现代曝气生物滤池（简称BAF）是在70年代末80年代初出现的一种膜法生物处理工艺，最初是应用在污水处理的三级处理上。其将生物接触氧化与过滤结合在一起，不设沉淀池，通过反冲洗再生实现滤池的周期运行。在废水的二级处理中其保持接触氧化的高效性，同时又可通过过滤获得高的出水水质。90年代初得到了较大发展（图1）。以BAF为代表的工艺主要优点如下：U團1生昨气滴池U團1生昨气滴池（BAF）的构造朽朮迪.朮系霉）3址术緊工艺容积负荷可高达6.0kgBOD/m3.d，出水达到或接近生活杂用水标准;占地面积少：曝气生物滤池占地是常规二级生化处理的1/5〜1/10；投资省：BAF系统总水力停留时间短，基建投资少，同时出水水质高。^oivatercom中阖岳曲此理工程同^oivatercom中阖岳曲此理工程同污水处理，就到中国污水处理工程网！^oivatercom中圏岳水此理工程网^oivatercom中圏岳水此理工程网污水处理，就到中国污水处理工程网！曝气生物滤池可以有多种运行方式，可以下向流的方式运行，也可以是上向流的方式运行，采用上向流的曝气生物滤池往往采用轻质滤料。曝气生物滤池工艺也可与其他生物处理工艺一样采用多级串联工艺。采用两级串联工艺为进一步降解污水中难降解的有机污染物和达到严格的出水水质提供了可靠的保证，可以获得了优良的处理效果，保证了出水的稳定性。三相内循环流化床反应器内循环三相流化床反应器，作为一种新型的三相流化床，其反应器的诸多特性主要体现在气、液循环、载体流态的特殊运行规律。由于在内循环三相生物流化床反应器内装有大量细小的载体，并使之处于循环流化状态，为微生物的附着生长提供巨大的表面积，同时保证良好的混合和传质条件（图2）。因此本质上该反应器是一种生物膜法处理工艺。三相内循环流化床不仅具有一般好氧流化床的特点，还具有以下特点：流化性能好，反应器处于完全混合状态：反应器内大部分载体都参与循环流动，载体流化具有良好的均匀性，这为生物膜形成提供了条件；氧的转移效率高：由于大量液体循环流动，在此过程中会夹带一些细小的气泡，延长气-液接触时间，提高了氧的转移效率。氧利用率可达30%〜50%；载体流失量少，不需专门的脱膜设备，大大简化了原来的流化床处理污水所需的辅助设备。在投配容积负荷达10kgCOD/m3.d以内时，可获得70%〜80％左右的COD去除率，与传统活性污泥相比去除污泥负荷可提高10倍左右。内循环三相生物流化床进入正常运行后，COD去除率均达75%以上，尤其是进水浓度较高时，去除率可达90%以上。这说明流化床具有较强的抗冲击能力。生态处理技术所谓生态处理技术并不是什么全新的技术，而是在农村和小县城可以根据当地社会、经济和自然条件，而适当采用的土地处理技术、氧化塘处理技术和人工湿地处理技术等等。土地快速渗滤或慢速渗滤污水处理系统，是利用天然或人工砂土，在一定水力负荷条件下，通过土地处理系统产生综合的物理、化学和生物反应使污染物得以去除，其中主要是生物化学反应。满足出水的处理目标。该技术建设和运行费用低、管理简单和出水效果好，适合于我国国情。而污水人工湿地处理技术，将污水有控制地投配到经人工改造的湿地上，利用土壤、植物和微生物等对污水进行处理。深圳平湖白泥坑人工湿地系统是我国九十年代具有代表性的工程。近年来，该技术研究和应用较为广泛。稳定塘则是一种构造简单，易于管理，处理效果稳定可靠的污水自然生物处理设施。污水在塘内通过长时间的停留，其有机物通过不同细菌的分解代谢作用用后被生物降解，稳定塘按照功能可分为以类：(1)好氧塘；兼性氧化塘；(3)厌氧氧化塘；(4)曝气氧化塘；(5)高效氧化塘。小城镇污水物化处理6.1一级化学强化处理国家城镇污染技术政策建议非重点流域和非水源保护区的建制镇，根据当地经济条件和水污染控制要求，可先行一级强化处理，分期实现二级处理。一级物化处理有投资省、运行费用和能耗低的优点，特别是采取一级强化处理措施，在费用和能耗增加不多的条件下，较大幅度的提高有机物的去除率，以达到大量削减有机污染物总量的目的，这对于我国这样一个发展中国家是一条值得探索的途径，对全面实现我国水环境彻底改善的目标具有重大意义。表2是国内外一些一级强化处理工艺典型工艺的汇总表。^2国內幣化学一级强此处母和主物一级强化处匿工艺典型硏究和应帘:匚总宏国家(地区)混漑剂按加竜(jtg/L)CODtiwT}弗砲/L)出水去除率(初心岀水去除率诜)魄色列Fisci^eo,石灰S1G130042058他(浊度)99英国石^72037143392312191台湾P胆刘130(BOD)50(0)沉97297Q美国FeClj2SO+高聚物山15331(BCD)161®ODJ512366083中国ASD-II1150210-16B16强化一级处理的工作的特点如下：一级强化化学处理与絮凝剂的发展密切相关，现在由于高效、廉价絮凝剂的出现，国外在城市污水处理中已经应用。瑞典的城市污水处理厂大部分都采用了化学处理与生物处理联用。瑞典有关部门曾对生物处理和化学处理中所需能量进行了比较，生物处理每降解lkgB0D7需1.3kW.h。絮凝剂生产的原料、运输和形成最终产品所需能耗为每kg产品约0.3kw・h,通常絮凝剂的投加量平均约为150g/m3,可见化学处理的药耗能耗远低于生物处理。一级强化处理工艺特点如下：去除率高：对悬浮固体、胶体物质和磷的去除具有明显效果，一般可去除悬浮固体达90%,BOD50%〜70%,C0D50%〜60%，细菌80%〜90%，总磷80%〜90%。投资效益好：能降低后续生物处理的负荷和电耗，运行稳定，所需生化池容积较小，节省用地和造价，而且近期投资环境效益较好（与一沉池比较）；除磷效果好：国内外的实际运行经验表明，除磷效率将高于生物除磷，当结合后续生物处理时，出水的TP含量可望满足0.5mg/L的排放要求（一级标准）。化学污泥的处理和处置：采用一级强化工艺的污水厂，化学药剂的投加会使沉淀污泥的产量增加、浓度降低，污泥体积增大，使污泥处理处置的难度增加，初沉池产泥量将增加50%〜100%。除了考虑药剂费用外，要考虑污泥的处理处置费用。一级强化工艺增加了污泥处理处置费用相当可观，对此需引起足够的重视。6.2化学除磷随着我国污水排放标准中对N、P的要求日趋严格，我国面临着现有污水处理设施的除磷工艺改造和新建具有除磷脱氮功能的污水处理设施两种情况。活性污泥工艺和生物接触氧化工艺是具有代表性的两种污水处理工艺。目前国内外普遍采用的除磷方法主要有化学除磷和生物除磷法，以及化学和生物除磷相结合的生化除磷法。化学除磷投药量计算较为复杂，目前还没有公开发表过技术试验结果来描述化学除磷投药量的计算方法。常引入药剂投加系数B值，即：B=摩尔Fe或Al/摩尔投加系数B是受多种因素影响的，如投加地点、混合条件等，实际投加时建议通过投加试验确定。现对中试试验中B与TP去除效果进行分析，如图3和图4。由图3可知，要达90%以上的TP去除率，铁盐B值应在1.6以上。且相同B值情况下，活性污泥工艺的TP去除率优于生物接触氧化的TP去除率。同理，对于铝盐B值，要达90%以上的TP去除率，对于活性污泥工艺应在1.2以上，对于生物接触氧化工艺应在2.0以上。相同B值情况下，活性污泥工艺的TP去除率优于生物接触氧化的TP去除率，且程度高于投加铁盐的效果。三、城镇污水处理新材料和新施工方法的应用水污染控制技术涉及到处理技术研究开发、工程设计、工程实施、设备加工和运营管理等各方面。以往人们着重于工艺技术的开发和研究。工艺开发无疑是很重要，但是，当工艺确定以后，应该更加注重工程和制造环节，提倡新材料、新技术、新设备和新的施工方法的改进和革新。在这一方面过去没有引起足够的重视，事实上，过去不乏这样的实例，例如：高效曝气装置的应用可以大幅度的降低能耗；如Biolock、Lipp等新的建筑材料和施工方法的应用，形成了新的工艺。1设备化的小型污水处理厂国外发达国家的工业废水处理工程大多已采用新设备、新材料和新工艺来设计和建造，如德国利浦(Lipp)公司的双折边咬口技术和Farmetic公司的拼装制罐技术。这些技术应用金属塑性加工中的加工硬化原理和薄壳结构原理，通过专用技术和设备将2〜4mm镀锌钢板建造成体积为100〜2000m3的反应器。具有施工周期短、造价较低、质量高等优点，其施工周期比同样规模的混凝土罐缩短60%，比普通钢板罐节省材料达50%以上，而且耐腐蚀，不需保养维修，使用寿命要达20年以上。例如，Lipp制罐技术是一种具有世界先进水平的制罐工艺与技术，但是需要特殊机械。80年代国内粮食系统引进多套加工机械，并且在粮仓上有大量的应用。目前也逐步应用于城市污水处理。2新型防渗施工材料应用^oivatercom^oivatercom中圏岳水此理工程网^oivatercom^oivatercom中圏岳水此理工程网污水处理，就到中国污水处理工程网！根据调查我国废水处理设施资金的54%用于土建工程设施，而只有36%用于设备，造成这种投资分配格局的主要原因是工艺池大都采用价格昂贵的钢筋混凝土池。大的钢筋混凝土池不仅价格昂贵，而且施工难度大。但对于小城镇许多种污水处理工艺而言，都可考虑采用土池。为了减少投资，很多公司在研究土池结构的曝气池上做了大量工作，首先是使用HDPE防渗膜隔绝污水和地下水,其次是解决避免了在池底池壁穿孔的曝气方式的安装。例如，百乐卡技术采用悬挂在浮管上的微孔曝气头、氧化沟技术采用表面转刷或转碟曝气以及采用表面曝气的其他曝气池等等。百乐卡工艺是一种多级活性污泥污水处理系统。它是由最初采用天然土池作反应池而发展起来的污水处理系统。经多年研究形成了采用土池结构、利用浮在水面的移动式曝气链、底部挂有微孔曝气头的一种具有一定特色的活性污泥处理系统。这种敷设HDPE防渗膜的土池不仅易于开挖、投资低廉，而且完全能满足污水处理池功能上的要求，并能因地制宜，极好地适应现场的地形，存某些特殊的地质条件下，如地震多发地区、土质疏松地区其优点得到更充分的体现。敷设HDPE防渗膜的土池使用寿命远远超过钢筋混凝土池。四、城镇污水处理设计的建议1、排水体制排水体制的选择宜根据当地具体条件，因地制宜，不必强求采用完全分流制或截流式合流制。对改造难度极大的旧城区可维持原有合流制排水系统并在合流制系统终点设置调节池；对西部干旱地区，由于降雨量极少，亦可全部采用合流制系统，并在污水总干管进入污水处理厂前设置调节池，调蓄雨季洪峰流量。当然，在工程设计时应对整个收集系统（全部完全分流制系统、非截流式合流制＋完全分流制系统、完全截流式合流制系统、合流制＋调节池＋分流制系统及完全合流制＋调节池系统等）进行经济技术比选和详细的投资——效益分析后，选用经济合理的排水体制方案。2、排放标准目前，我国大部分小城镇经济承受能力较弱、资金不足、“建得起、用不起”，因此，当务之急应该是治理与不治理、工程及运行费用是否与小城镇现况经济水平相适应的问题。排放标准可根据当地具体情况予以调整和放宽，如在封闭及半封闭水体，可考虑除磷脱氮的要求，而在开放式水体，可适当降低磷，氮等有关标准，这样可以缩短处理流程、减少处理构筑物池容及相关机械设备、自控仪表等，不仅节省了工程投资和运行费用，还可加快污水处理厂的建设速度和简化运行管理。但是要考虑改造的可能性，待具有一定经济能力时，再将该污水处理厂工艺流程进行调整或改造，使之达到国家要求的相关标准。3、污水处理工艺1）变化系数^oivatercom中圏岳水此理工程网^oivatercom中圏岳水此理工程网污水处理，就到中国污水处理工程网！^oivatercom中圏岳水此理工程网^oivatercom中圏岳水此理工程网污水处理，就到中国污水处理工程网！小城镇由于处理规模小，变化系数较大。当污水处理厂进水主要为生活污水时，时变化系数较大；当工业废水比例较高时，时变化系数及周变化系数均较大；当该城镇为旅游地区时，不仅时变化系数大，而且季节性变化系数亦较大。变化系数直接影响工程规模，设计时必须根据具体情况，充分调查研究和认真进行科学分析后再合理确定其变化系数。（2）设置调节池小城镇人口少，处理规模小，时变化系数大，污水水质水量变化大，因此在选择处理工艺时需注意其处理效果的稳定性。宜在污水处理厂进水端设置调节池（该池亦可兼作合流制系统中的调节池使用），待降雨强度减小，再均匀地以小流量方式排入污水处理厂。一方面可以减少冲击负荷，另一方面还可保持原水有机物浓度，提高污水处理效果的可靠性和稳定性。（3）宜选用低负荷型和成熟可靠、稳定性好的处理工艺典型处理工艺可考虑活性污泥法的氧化沟工艺、延时曝气工艺、间歇式活性污泥法及其变法工艺；生物膜法的生物转盘、接触氧化及生物滤池工艺等。特别是一些较适合小规模污水处理厂的新开发的技术和工艺，亦可在具备条件的小城镇采用，例如：人工快速渗滤技术，百乐卡工艺及人工生态绿地等。（4）易于维护管理，维修工作量少一般不宜采用检修